此條文的重要意義在于指出了新能源汽車電池箱熱失控前期監(jiān)測預警技術的重要性,圈內(nèi)人士都明白,無論是磷酸鐵鋰電池還是三元電池,一旦發(fā)生熱失控擴散起火,有效滅火的可能性是極小的。此條文直指核心——真正的安全還在于極早期、準確可靠的預警技術,這也是新能源汽車起火爆炸事故留給我們的深刻教訓。
《純電動城市客車通用技術條件》(JT/T1026-2016)4.3.2.11條規(guī)定:“艙體內(nèi)應配置具有高溫預警及自動滅火功能的電池箱專用自動滅火裝置。”
此條文再次指出電池箱專用自動滅火裝置需要具備的技術條件是:第一可以預警,第二可以自動滅火。預警是后續(xù)自動滅火動作的前提和基礎,如果預警不能在極早期發(fā)現(xiàn),等到熱失控擴展,電池箱起火,這時滅火的效果就會大打折扣;如果預警發(fā)生誤報或漏報,就會導致滅火器誤噴或不啟動,滅火器誤噴就會對電池箱內(nèi)部造成損壞,影響整車運行和安全;滅火器不啟動就會導致在熱失控關鍵時刻不能有效介入,在初期階段及時滅火,影響整車安全。
“鋰離子電池熱失控模型”技術的出現(xiàn),具有極早期、準確可靠、無誤報漏報、成本可優(yōu)化等優(yōu)勢,有望成為當前保障新能源汽車安全運行的最佳技術方案。
“鋰離子電池熱失控模型”是創(chuàng)為新能源首創(chuàng)的核心技術,它的出現(xiàn),使得電池箱熱失控監(jiān)測及自動滅火技術的規(guī)?;瘧贸蔀榭赡?。“鋰離子電池熱失控模型”技術的出現(xiàn),具有極早期、準確可靠、無誤報漏報、成本可優(yōu)化等優(yōu)勢,有望成為當前保障新能源汽車安全運行的最佳技術方案。
“鋰離子電池熱失控模型”為橫向、縱向、垂向三維,縱向為多傳感器的數(shù)據(jù)冗合,即對多組同環(huán)境下的傳感器數(shù)據(jù)進行多次擬合,模擬不同材料、不同環(huán)境的數(shù)據(jù)表征曲線,可靠準確的判斷火情階段;橫向為對傳感器的歷史數(shù)據(jù)進行連續(xù)時間算法,排除噪聲干擾,有效解決了傳統(tǒng)的閾值法監(jiān)測方式的漏報、誤報、預警滯后問題,實現(xiàn)早期可靠預警;垂向采用穿刺、鈍針積壓等不同方法模擬不同類型不同容量動力電池熱失控過程。
通過三維融合,用數(shù)學手段,以大量實驗及真實運行數(shù)據(jù)為基礎,歸納熱失控導致的各種變量之間的內(nèi)在關系,采用神經(jīng)學原理,形成極早期、高可靠、自運行的“鋰離子電池熱失控模型”,實現(xiàn)電池火災隱患的早期預警和智能控制。
當前,在新能源汽車運行中,大量實車運行中發(fā)生的預警實例證明了此模型的有效性和先進性。有效避免了巨大的經(jīng)濟損失,避免了社會性安全事故。
案例一:
2017年3月12日,某公交公司3路純電動公交3號電池箱報2級預警(安全隱患等級),駕駛員及時上報公司,并停止車輛運行。采集數(shù)據(jù)分析,其他箱體電池氣體含量和變化率正常,3號電池箱氣體含量和變化率明顯高出。判定為電池危險氣體超標,可能為電池漏液導致。后經(jīng)公交公司、車企、電池企業(yè)協(xié)同努力,拆箱檢查,證實為電池漏液。更換電池后不再報警。
案例二:
2017年3月16日,某交運公司某純電動公交4號電池箱報2級預警。據(jù)駕駛員描述,第一次2級預警在2016年12月份,拆箱后報警消失;第二次預警2017年2月份,拆箱后報警消失;本次是第三次預警。交運公司高度重視,協(xié)調(diào)報警系統(tǒng)廠家、電池企業(yè)、車企協(xié)同判定,,經(jīng)采集數(shù)據(jù)分析,該4號箱數(shù)值及趨勢與其它箱體完全偏離,結合以往報警及消失現(xiàn)象,初步判定為電解液漏液。拆箱檢查,證實為某只單體電池安全閥不明原因受損,電解液泄露。用膠帶封住此安全閥門,2分鐘后打開膠布瞬間聞見電解液味道。打開電池箱后,又再次連接設備讀數(shù)據(jù),再沒有達到報警值。重現(xiàn)前兩次報警取消的過程。更換電池后,不再報警。
案例三:
2017年3月19日,某公交公司某純電動公交報7號箱2級預警,駕駛員及時上報公司,并停止運行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險氣體超標,可能為電池漏液導致。后經(jīng)車企、電池企業(yè)協(xié)同努力,拆箱檢查,證實為電池漏液。更換電池后,不再報警。
案例四:
2017年3月20日,**交運集團縣城公交某純電動公交報3號箱2級預警,駕駛員及時上報并停止運行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險氣體超標,可能為電池漏液導致。后經(jīng)拆箱檢查,證實為兩支電芯發(fā)生不明原因泄露。
在上述的國標技術文件中,電解液漏液檢測是一個相當重要的功能。我們不知道一輛純電動客車500只電芯單體中,哪一只會發(fā)生惡化癌變,但我們可以全部監(jiān)控,一旦探測到,馬上剔除,對這些隱形的安全隱患進行有效控制。再輔以滅火裝置、防火地板等手段,將事故分階段控制、攔截。形成全生命周期的危險源監(jiān)控體系,將會極大提高新能源客車的安全運營水平。
形成全生命周期監(jiān)控體系,還將有助于提高新能源汽車的運行效率。全體電池單體中,沒有惡化癌變的破壞分子,全部是健康的個體,將最大程度上保障電池的續(xù)航里程和使用壽命,從而提高交通運輸企業(yè)的運營效率。
實踐中,如何早期準確探測電解液泄露是一個相當巨大的挑戰(zhàn),難點在于既“早期”又“準確”,還要符合在“汽車”、“電池箱”等一系列應用環(huán)境。因為高度靈敏的傳感器會受到電池箱內(nèi)密封材料揮發(fā)氣體的影響,造成誤報;而低靈敏度的傳感器又失去了早期預警的功能,眾所周知,由于電池火災的劇烈程度,滯后報警的后果極度嚴重不可承受。
另一個巨大的挑戰(zhàn)是“高可靠”、“長壽命”,由于裝置密封于電池箱內(nèi)部,8年12萬公里的超長質(zhì)保是基本要求,問題是如何使得系統(tǒng)在長達8年的惡劣環(huán)境中保持高可靠性。這涉及到一系列的技術難題。
從實踐看,創(chuàng)為“鋰離子電池熱失控模型”對電池的全生命周期監(jiān)控,特別是漏液檢測,得到了確切的證明,行之有效。